淺述冶金機(jī)械的液壓系統(tǒng)污染及控制措施

1、淺述冶金機(jī)械的液壓系統(tǒng)污染及控制措施    【摘要】冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)的污染與控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用、維修保養(yǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)加大檢測(cè)力度，嚴(yán)格控制污染物的產(chǎn)生，就能大大降低液壓系統(tǒng)的污染，提高液壓系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，保證冶金機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹了冶金機(jī)械的液壓系統(tǒng)污染，提出了冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的控制措施。 【關(guān)鍵詞】冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)污染控制措施 中圖分類(lèi)號(hào)：F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)的污染與控制是一個(gè)系統(tǒng)工程。冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)工作環(huán)境一般都是處在高溫、高壓、高速、高負(fù)荷、

2、高粉塵、高濕度變化等條件下，在安裝、調(diào)試、使用、維修及保養(yǎng)過(guò)程中，液壓系統(tǒng)中的油液容易受到污染和產(chǎn)生化學(xué)質(zhì)變，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生多種故障。 一、冶金機(jī)械的液壓系統(tǒng)污染 1、污染的主要原因 在液壓系統(tǒng)中，液壓油是主要的傳遞能量的工作介質(zhì)，同時(shí)還具備潤(rùn)滑、密封和防銹等功能。液壓系統(tǒng)的污染也主要是指液壓油中混雜了各類(lèi)固體顆粒、水、質(zhì)變化學(xué)成分、微生物等。其主要原因來(lái)自于以下三個(gè)方面： （1）外界污染物的侵入 整個(gè)液壓系統(tǒng)在使用過(guò)程中，外界的粉塵顆粒會(huì)隨著往復(fù)伸縮的活塞桿、注入系統(tǒng)的油液或油箱的通氣孔等進(jìn)入液壓油中，或者因某些密封圈密封不嚴(yán)導(dǎo)致水等物質(zhì)進(jìn)入油液中。此外，在日常的維護(hù)和保養(yǎng)中，由于操作人員的

3、疏忽，會(huì)將拆裝密封件、閥體等帶入的棉紗、橡膠等污染物掉入油液系統(tǒng)中，這也是引起污染的一個(gè)原因所在。 （2）系統(tǒng)制造污染物 液壓系統(tǒng)及其元件在制造、裝配、存儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程中,系統(tǒng)本身就存在的原始污染物, 如毛刺、切屑、飛邊、沙粒、磨料、焊渣、銹片、油漆、密封膠、纖維、沖洗液等。冶金機(jī)械當(dāng)中對(duì)于單個(gè)零、部件組成的液壓系統(tǒng), 則是由于零部件不潔而帶入的污染物。 （3）系統(tǒng)生成污染物 冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)大部分都是在高溫、高壓、重載的條件工作, 致使液壓油液高溫下產(chǎn)生化學(xué)質(zhì)變, 腐蝕金屬表面, 產(chǎn)生金屬顆粒、銹滓,潤(rùn)滑不良, 產(chǎn)生部分磨料。而高壓、重載使得液壓油剝落金屬表面顆粒, 加速密封元件的老化, 產(chǎn)生

4、金屬和非金屬顆粒污染。 2、危害的主要表現(xiàn) 通過(guò)以上分析，對(duì)液壓系統(tǒng)污染的原因有了初步的了解。這些污染在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的危害，直接影響到液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備的損壞。其危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）固體顆粒 固體顆粒通常為金屬和硅、鋁等氧化物，硬度較高，一般二氧化硅和三氧化二鋁的莫氏硬度可達(dá)7-9，對(duì)系統(tǒng)和元件的危害較大。據(jù)了解，液壓油液污染當(dāng)中, 金屬顆粒約占75%, 塵埃占15%, 其他雜質(zhì)占10%。在各種污染物中,固體顆粒分布最廣、危害最大, 是引發(fā)系統(tǒng)故障、降低可靠性和降低元器件使用壽命的最主要原因。因此, 污染控制的重點(diǎn)就是減少固體顆粒。固

5、體顆粒污染物造成磨料磨損、淤積、堵塞、卡滯和加速油液變質(zhì)等。 其中，磨料磨損是冶金機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題, 是液壓和潤(rùn)滑系統(tǒng)元件失效的主要原因；顆粒淤積是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的主要因素，油液中小顆粒濃度越高, 淤積現(xiàn)象就越容易發(fā)生；堵塞主要是指固體顆粒將節(jié)流孔、阻尼孔、噴嘴、過(guò)濾器等堵死, 造成流量減小甚至斷流, 危害很大。卡滯主要是指較大的顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)副間隙并附在間隙入口附近, 造成上下間隙產(chǎn)生徑向不平衡力, 把閥芯壓向顆粒濃度高的一邊, 產(chǎn)生液壓卡緊現(xiàn)象。 （2）水和空氣 液壓系統(tǒng)油液中的水主要來(lái)自潮濕的空氣和水循環(huán)冷卻的工作環(huán)境。水污染的主要危害包括引起腐蝕、加速油液變質(zhì)和低溫結(jié)冰等

6、三個(gè)方面。 在液壓系統(tǒng)中，空氣的存在形式有兩種：溶解狀態(tài)和游離狀態(tài)。處于溶解狀態(tài)的空氣通常不會(huì)影響系統(tǒng)工作?？諝鈱?duì)液壓系統(tǒng)的危害主要來(lái)自于游離狀態(tài)的空氣，產(chǎn)生的主要危害包括：產(chǎn)生氣蝕，破壞元件材料表面，并引起系統(tǒng)振動(dòng)和噪音；降低液壓油液的體積彈性模量和剛性, 使系統(tǒng)響應(yīng)特性變差；產(chǎn)生氣阻。液壓泵工作時(shí), 吸油腔是低壓區(qū), 處于游離狀態(tài)的小氣泡體積會(huì)急劇膨脹, 處于溶解狀態(tài)的空氣也會(huì)析出來(lái), 把吸油腔充滿, 造成氣阻。 二、冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的控制措施 1、合理選用過(guò)濾器 在液壓系統(tǒng)中合理選用過(guò)濾器是控制油液污染的主要措施, 過(guò)濾器精度過(guò)高, 則會(huì)造成不必要的浪費(fèi), 過(guò)濾器精度過(guò)低, 則使液壓

7、元件的使用壽命縮短。對(duì)于頻率響應(yīng)快、系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性好的液壓系統(tǒng), 需要有一個(gè)好的污染度控制系統(tǒng)。 ( 1) 普通的液壓系統(tǒng)通常采用20m 過(guò)濾精度的過(guò)濾器即可, 對(duì)于電液伺服系統(tǒng), 一般采用10m 甚至更高精度的過(guò)濾器, 油液的污染度希望優(yōu)于6 級(jí)。 ( 2) 采用比實(shí)際過(guò)流量大的過(guò)濾器。過(guò)濾器流過(guò)比它額定值小的流量, 則過(guò)濾器較小的壓力差能使更多的污染顆粒被過(guò)濾掉, 液壓油的清潔度越高。 ( 3) 過(guò)濾器并聯(lián)比串聯(lián)使用效果好。因?yàn)椴⒙?lián)后流經(jīng)每個(gè)過(guò)濾器的流量減少了很多, 從而提高了系統(tǒng)的清潔度。 ( 4) 采用高性能過(guò)濾器分級(jí)過(guò)濾。如連軋機(jī)液壓系統(tǒng)在泵的吸油口、壓力控制油路、電液伺服閥的進(jìn)

8、口處和回油口、獨(dú)立循環(huán)過(guò)慮回路均裝有過(guò)濾精度為125m、10m、5m、3m 過(guò)濾器, 采取定期更換的措施, 防止過(guò)濾器堵塞或變形而失效。 ( 5) 對(duì)過(guò)濾器的清洗可利用循環(huán)系統(tǒng)取油樣接口沖入適量的油液, 將可見(jiàn)污染物從過(guò)濾器排污口放出。對(duì)于精密液壓系統(tǒng), 由于沒(méi)有達(dá)到系統(tǒng)NAS1638- 4- 5 級(jí)清潔度要求的清洗劑, 沖洗過(guò)濾器可見(jiàn)污染物時(shí)可用達(dá)到NAS1638- 4- 5 級(jí)系統(tǒng)的油液。 ( 6) 當(dāng)過(guò)濾器選好后, 還應(yīng)注意正確的安裝位置。通常過(guò)濾器都安裝在吸油回路, 以清除進(jìn)入泵以前的污染物。對(duì)高精度要求的液壓系統(tǒng), 可在吸油回路安裝一個(gè)粗濾器, 在液壓管路上設(shè)置一個(gè)精濾器, 關(guān)鍵性元

9、件還要在進(jìn)油口前設(shè)置過(guò)濾器。 2、液壓系統(tǒng)制造安裝污染控制 ( 1) 電液伺服系統(tǒng)一般多采用不銹鋼無(wú)縫鋼管, 管子之間的連接盡量避免螺紋連接, 不銹鋼管及不銹鋼彎頭等附件要用硝酸與氫氟酸的混合酸洗, 以清除管道內(nèi)壁的污染物。管道分段采用鋸割, 不準(zhǔn)采用砂輪切割機(jī), 以防止砂輪粉末殘留在管道內(nèi)。焊接將不銹鋼管端打好坡口, 銼去毛刺并吹干凈, 并采用氬弧旱, 防止焊縫熔渣。 ( 2) 液壓油管拆裝時(shí), 應(yīng)將管接頭開(kāi)口朝上, 用堵頭堵住以防止液壓油流失和污染物的侵入。 3、強(qiáng)化液壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng) ( 1) 加注新油液的污染控制。經(jīng)過(guò)對(duì)新油檢測(cè), 一般污染度都在NAS10 級(jí)以下, 遠(yuǎn)不能滿足電液伺

10、服系統(tǒng)要求的NAS6 級(jí)以上的標(biāo)準(zhǔn)。因此, 新油加注前, 采用精細(xì)過(guò)濾車(chē)三級(jí)過(guò)濾, 使新油的污染度完全符合電液伺服閥NAS6 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn), 從而大大降低了對(duì)電液伺服閥的更換、清洗頻率, 提高了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行率。 ( 2) 離線、在線循環(huán)沖洗。離線循環(huán)沖洗時(shí), 斷開(kāi)電液伺服閥和其它液壓部件, 將軟管、硬管直接連通,開(kāi)泵過(guò)濾新油并沖洗管路, 運(yùn)行24-72h, 油溫控制在50-60, 沖洗壓力約為2MPa, 并用橡膠錘敲擊接頭、焊縫等部位, 將固體顆粒污染物清除。 在線循環(huán)沖洗是當(dāng)系統(tǒng)的液壓油檢驗(yàn)達(dá)NAS1638-4- 5 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后, 方可接入電液伺服閥和其它液壓部件,開(kāi)啟系統(tǒng)進(jìn)行在線循環(huán)沖洗。 ( 3) 防止油溫過(guò)高。液壓油液溫度過(guò)高, 會(huì)加速油液氧化變質(zhì), 從而增加金屬磨損, 并使密封件老化變形, 造成液壓系統(tǒng)泄漏和污染。冷熱軋機(jī)的工作油溫應(yīng)控制在55以下。 ( 4) 及時(shí)更換執(zhí)行元件的密封。定期更換軸端和活塞密封, 防止內(nèi)外漏泄和外部雜質(zhì)的侵入。 ( 5) 定期清洗油箱, 清除積垢, 更換油濾器和空濾器, 防止外界顆粒污染物進(jìn)入系統(tǒng)油箱和備用油箱。 總之，冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)工作環(huán)境一般都是處在高溫、高壓、高速、高負(fù)荷、高粉塵、高濕度變化等條件下，在安裝、調(diào)試、使用、維修及保養(yǎng)過(guò)程中，液壓系統(tǒng)中的油液容易受到污染和產(chǎn)生化學(xué)質(zhì)變，使液